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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 24/2 - 2014  - pp.237-261  - doi:10.3166/rcma.24.237-261
TITRE
Dépendance en température des ondes diffusées. Application de la transformée de Hilbert-Huang pour le contrôle de santé in situ des matériaux composites

TITLE
Dependence in temperature of diffused waves. Application of the Hilbert-Huang transform for in situ structural health monitoring of composite materials

RÉSUMÉ

La conception d’une stratégie de quantification en ligne des conditions environnementales et opérationnelles (CEO) pour des applications de contrôle de santé in situ est cruciale. En effet, des variations dans les CEO peuvent masquer les changements dus aux endommagements à une certaine limite que la détection de ces derniers risque d’être difficile, voir même impossible. On conçoit alors aisément que la facilité de l’extraction des caractéristiques spécifiques du signal dépend du choix des outils de traitement du signal adaptés aux applications in situ. La pertinence d’une chaîne de traitement in situ se mesure à la capacité qu’elle a de fournir des descripteurs se prêtant bien à l’automatisation des tâches ultérieures de prise de décision (estimation, quantification, identification, reconnaissance, ...). Dans cette étude, une méthodologie basée sur l’extraction de descripteurs par l’investigation spectrale de l’influence de la température sur la propagation des ondes diffusées dans les matériaux composites verre/époxy a été développée. La transformée de Hilbert-Huang (THH) est utilisée pour la quantification du premier effet des variations des gradients de température sur les ondes diffusées : une description fréquentielle des échelles de dilatation ou de compression temporelle des formes d’ondes diffusées, corrélée par rapport à une base de référence, permet l’automatisation du processus de la détection, un complément indispensable pour des applications de contrôle de santé in situ.



ABSTRACT

The conception of a strategy for automatic monitoring of Environmental and Operating Conditions (EOC) for in situ health monitoring applications is crucial. EOC variations may mask the changes due to damage until a certain limit that its detection may be difficult or even impossible. It is then easily conceived that the ease of signal feature extraction depends on the choice of signal processing tools suitable for in situ applications. Still within the perspective to implement in situ structural health system for composite structures, it is desirable to set a damage parameter in the form of a single scalar lending itself well to the automation of the subsequent decision task (estimation, quantification, identification, recognition, ...). In this work, a methodology based on the extraction of descriptors through a spectral investigation of the temperature influence on the diffused wave propagation in polymer composite structures was developed. The Hilbert-Huang transform (HHT) is used to quantify the first effect of changes in temperature gradients on diffused waves. A frequency description of the scattered waveform’s time-compression or time-expansion scales, correlated over a baseline, can allow the automation the detection process, a must for in situ health monitoring application.



AUTEUR(S)
Seif Eddine HAMDI, Alain LE DUFF, Guy PLANTIER , Laurent SIMON , Anthony SOURICE , Rachid EL GUERJOUMA, Mohamed HÉDI BEN GHOZLEN

MOTS-CLÉS
contrôle de santé structural, matériaux composites, ondes diffusées, transformée de Hilbert-Huang

KEYWORDS
structural health monitoring, composite materials, diffused waves, Hilbert-Huang transform

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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